电机转子找动平衡方法初探

吴安春

（贵州黔桂发电有限责任公司 贵州贵阳 553531）

电机转子找动平衡方法初探

吴安春

（贵州黔桂发电有限责任公司 贵州贵阳 553531）

电机在工业生产和现实生活中的应用十分广泛，而转子不平衡问题是困扰电机正常运行的主要因素，常导致加快机械内部零件磨损，造成机械损毁的问题，因此为使转动机械有序良好的运行，开展电机转子找动平衡工作势在必行，本文就介绍了几种常见的找动平衡的方法，以期为相关人员提供借鉴。

动平衡技术；电机转子；实验检测方法；动不平衡

振动是转动机械在运行过程中的一项重要指标，导致转动机械出现的原因有许多，而最为普遍的一个原因在于转动机械的转动部分即转子的质量不平衡，在机械运行过程中，振动越小机械的运行状态就越良好。如果转动机械在运行过程中发生长时间不正常的振动，就会使间隙较小的装配件动静部分发生摩擦使轴发生弯曲变形，还会导致转子上的紧固件发生松动，使机组金属材料由于长期的疲劳而发生损坏。同样，在转动机械尤其是高转速大容量的机组的运行中也不可发生短时间过大的振动，否则后果更为严重。因此保持电机转子找动平衡是保证机械正常有效运行的关键，以下就关于转子找动平衡的方法及过程进行分析介绍。

1 刚性转子与刚性转子找动平衡的必备条件

转动机械的转动部分，即转子，转子可以分为挠性转子和刚性转子两大类，其中挠性转子指的是转子在不平衡力的作用下，转子轴线发生动挠曲变形，而刚性转子指的就是在同等条件下，转子轴线不发生挠曲变形。在较为严格的意义上讲，并不存在绝对的刚性转子，只是人们习惯将转子轴线并没有在不平衡力的作用下发生明显变形的情况，即可以忽略不计挠曲造成的附加不平衡的转子，都视为刚性转子。为了简化找转子平衡工作，我们可以将转子就设定为刚性转子，刚性转子具备一般力系关系找平衡的两个必备条件：①在转速不变的情况下，振幅滞后于扰动的滞后角是一定值；②振幅与转子不平衡质量所产生的离心力是正比例关系，如此就可以将转子复杂的不平衡状态简化为一般的力系平衡状态。

2 高速动平衡和低速动平衡

电机转子找动平衡的方法可以简单归纳为以下几种：

试验时的转速为平衡转速指的是试验时的转速要等于或者低于工作转速，一般情况下转子高速动平衡是在机体内部进行的。在进行电机转子找动平衡时，要将转子不平衡的相位和振幅利用测振仪同时测出。而转子处于低速状态时，其不平衡质量所产生的不平衡力非常小，并不会导致转子产生较为明显的振幅，因此在找低速动平衡时，不能使用测振仪对其振幅和相位进行测量，而要采用低速动平衡台。平衡台中有一种可摆式轴承，在低速动时轴承可以和不平衡力发生共振，并将振动演变成可测的、适当的往复运动。在此基础上再进行二次以上加试加重试验便可以得出多次不同的合振幅值。依据每次加重后的合振幅值和加重位置，就可以进行有针对性的计算与作图，将应加重的大小与方位计算出便可以最终实现低速动平衡，因此找低速动平衡要在专用的低速动平衡台上进行，而需要注意的是，低速动虽不能采用高速动测相测振找平衡的方法，但高速动平衡可以采用找低速动平衡的任何一种方法。

（1）试加重量周移法找低速动平衡。

（2）在进行试加重量前，要将把转子的速度升高到转子的共振转速之上，之后再拉开离合器使转子依靠自身惯性进行旋转，并将动平衡台两侧轴承的固定螺栓松开。转子的速度会慢慢减弱，在此过程中，要以转速降低10r/min为单位对百分表数值进行记录。轴承振动的振幅会随着转子速度的降低而增加，振幅最大时就为共振振幅，此时的转速就是共振转速。由于共振转速的振幅变化是整个转子找动平衡的参照依据，因此共振转速一定要测得非常准确。设定振动大的一侧为A侧，振动小的一端为B侧，在进行转动平衡时要先从振动大的A侧进行。

（3）按照同一起点将转子两侧的平衡面分为6～8等分，并按照转动方向为这些等份编上序号。

根据上述步骤测出A测的共振振幅A，再对试加重量P进行计算，计算公式为：P=K400A/R（g）

（4）在A侧的各个等分点上依次固定试加重量，并对各点的共振振幅进行测记。如果各点出现共振振幅时，要保持共振转速不发生变化，如果共振转速发生变化的话，就要及时找出原因并将影响因素消除。如果共振振幅发生在测速员两次口令之间，在进行测记时，记录员就要按照实际情况如实记录下共振振幅。如果转速降低到比共振转速20～40r/min还要低时，就要立即停止侧记否则会影响最终计算成果。

（5）将A测的各个等分点的共振振幅作为纵坐标，将各个等分点作为横坐标画出曲线图，加平衡重量的位置就是共振振幅最小的点的位置。

（6）在Amin位置上试加平衡重量，起动试验对加重位置以及加重多少再进行较为细致的调整，将A侧轴承的振幅控制在允许限度内。

①B侧的平衡位置以及重量可用相同的方法求出。

②当A侧与B侧的平衡重量都求出后，还要将B侧的平衡重量分为x和y两个重量，以保证在同时松开轴承时能够保持平衡。

X=Qb×mn/（mn-ab）（g）

Y=Qb×nb×R2/（mn-ab）×R1（g）

③将两侧的平衡重量固定好后，启动转子，松开两个轴承，对两侧轴承的振幅进行测量，如果不合格的话，就需要依照剩余振幅另求试加重量，直到合格为止。

（7）简单测相（划线）法找动平衡

①在接近转子附近的轴上选择一段表面光滑、不晃动、无椭圆、无锈蚀的长为20～40mm的轴端作为划线位置，并将适量的白粉涂抹在该段上。起动转子待达到额定转速时，向涂有白粉的轴段平稳缓慢的靠近，用划针或铅笔在该轴段上划上3～5条短线段，并开进转子轴承利用震动表测取此时的振幅A1。放慢转子的转速待停机后，找出轴上各条划出的线段，并取其中点设定为A点，将A点沿径向移到转子的平衡面上，所谓第一次划线位置就是该点的位置。

②确定试加重量，依据转子振幅、加重半径和转速，查取1t重转子不平衡度G1。如果是刚性较大的轴承，要将G1值乘上1.0～1.5的系数，因为G1只是针对中等刚性的轴承外壳所规定的数值。查取出G1值后就可以根据P=0.5G（g）算出转子不平衡度G值。

③将平衡面上的A点向后退90°得出C点，并将试加重量P加在C点上，再按照上述的操作方法起动转子并进行第二次划线，找出划线痕迹的中点再次移至平衡面上，将其设定为B点，再用上述方法侧记出轴承的振动振幅A2。

④再根据两次轴承振幅A1与A2，以及两次划线位置A与B，画出图形。

Q=P×Oa/ab

在D点上加上平衡重量Q后启动转子，进行试验，如果振幅不合格的话就要适当的调整平衡重量的多少与位置，直至振幅合格为止。如果转子处在两个轴承之间，就需要先找好振幅较大一侧的平衡，在找振幅较小一侧的平衡，最后还需要按照周移法将平衡重量分配至两个平衡面上。

3 小结

转动机械转子质量的不平衡是导致转动机械产生振动的主要原因，而对于转动机械来说，振动越小其运行效果越好，因此找出转子平衡是非常关键的。本文介绍了几种常见的电机转子找平衡的方法，但并非是全部方法，还需要在实际的工作中加强观察分析与总结，找到更多更好的电机转子找平衡的方法。

[1]王维民，高金吉，江志农，李燕.旋转机械无试重现场动平衡原理与应用[J].振动与冲击，2010（02）.

[2]李菊丽，张志远，郭华锋，王树臣.刚性转子动平衡的关键技术分析[J].制造技术与机床，2010（11）.

[3]黄晓蔚，唐钟麟.电磁轴承系统实现自动平衡的一种新方法[J].机械工程学报，2011（07）.

[4]王同章，王莉云，李国鹏，谢常春，刘祥青.大型电动机定、转子合装及位置调整[J].上海大中型电机，2010（03）.

[5]安跃军，袁天清，高丹，薛力铭，曹建平，许晓辉，陈崇飞.工频电源下成倍调高单相微型电动机转速的途径与实验[J].电气工程学报，2015（09）.

TM301.2

A

1004-7344（2016）03-0202-02

2016-1-12

吴安春（1978-），男，布依族，贵州盘县人，助理工程师，中专，主要从事工作和研究方向是火力发电厂设备检修方面。